Кишечная микробиота у пациенток с неосложненной инфекцией нижних мочевыводящих путей: обсервационное исследование «случай–контроль»
Обоснование. Неосложненная инфекция нижних мочевыводящих путей (НИНМП) является одним из наиболее распространенных инфекционно-воспалительных заболеваний и характеризуется высокой частотой рецидивов. Известно, что основным источником возбудителей является кишечник, где уропатогены существуют среди сложного микроэкологического сообщества – кишечной микробиоты (КМ). На сегодняшний день имеется ограниченное число исследований взаимосвязи НИНМП и КМ, а также отсутствуют исследования данной взаимосвязи с применением метода газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХМС) по методике масс-спектрометрии микробных маркеров (МСММ). Цель исследования: оценить состояние КМ и ее влияние на развитие заболевания у пациенток с НИНМП. Методы. Данная работа представляет собой обсервационное исследование «случай-контроль», проведенное в период 01.08.2021 г. – 28.02.2023 г. с участием 33 пациенток с эпизодами симптоматической НИНМП (впервые возникшей или рецидивом). Оценка состояния КМ проводилась с помощью ГХМС по методике МСММ по образцам фекалий. Результаты. В группе НИНМП отмечается снижение количества биомаркеров Eubacterium spp. (медиана (Ме)=7,18, межквартильный размах (МКР) [4,24; 11,98] против Ме=19,56, МКР [7,21; 26,85] ×109 клеток/г; p=0,005), Clostridium propionicum (Ме=0,26, МКР [0,05; 0,49] против Ме=0,76, МКР [0,25; 4,14] ×109 клеток/г; p=0,007), Propionibacterium jensenii (Ме=4,71, МКР [2,06; 7,65] против Ме=8,18, МКР [3,67; 15,57] ×109 клеток/г; p=0,045) и большее количество Peptostreptococcus anaerobius 18623 (Ме=4,31, МКР [2,29; 6,53] против Ме=2,07, МКР [0,59; 4,53] ×109 клеток/г; p=0,031) относительно группы здоровых добровольцев (ЗД). Достоверных различий в количестве маркеров Bifidobacterium spp. и Lactobacillus spp. выявлено не было (p>0,05). Определено, что наиболее значимым фактором в структуре КМ, оказывающим защитное действие в контексте НИНМП, является Eubacterium spp. В модели логистической регрессии установлено, что увеличение количества Eubacterium spp. связано с меньшей вероятностью наличия заболевания (OШ=0,885, 95% ДИ [0,817, 0,959]; p = 0,003). Уровень Eubacterium spp. по данным ГХМС фекалий ниже, чем 15,16×109 клеток/г, может рассматриваться в качестве фактора риска развития НИНМП (OШ = 15,95, 95% ДИ [3,60, 70,54]; p<0,001). Заключение. Состояние КМ может оказывать значительное влияние на риск развития НИНМП. Для получения более полного представления о характере взаимосвязи КМ и НИНМП и разработки новых терапевтических подходов к профилактике заболевания необходимо проведение дальнейших расширенных исследований.Стуров Н.В., Попов С.В., Жуков В.А, Ляпунова Т.В., Зеленский И.В.
Ключевые слова
Кишечная микробиота
инфекции мочевыводящих путей
газовая хромато-масс-спектрометрия
Список литературы
1. Duane S., Beecher C., Vellinga A., et al. A systematic review of the outcomes reported in the treatment of uncomplicated urinary tract infection clinical trials. JAC Antimicrob Resist. 2022;4(2):dlac025. doi:10.1093/jacamr/dlac025.
2. Сурсякова К.И., Сафьянова Т.В. Некоторые эпидемиологические особенности инфекций мочевыводящих путей (обзор литературы). Сибирский научный медицинский журнал. 2017;37(6):61–70.
3. Цистит у женщин. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения РФ. М., 2024. 40 с.
4. Синякова Л.А., Косова И.В., Лоран О.Б., Барсегян В.А. Пособие для врачей-терапевтов по острому циститу (неосложненная инфекция мочевых путей) (код по МКБ-10 N30.0). Фарматека. 2024;31(1):198–207. doi: 10.18565/pharmateca.2024.1.198-206.
5. Антимикробная терапия и профилактика инфекций почек, мочевыводящих путей и мужских половых органов. Федеральные клинические рекомендации. Под ред. Аляева Ю.Г., Аполихина О.И., Пушкаря Д.Ю., Козлова Р.С., Камалова А.А., Перепановой Т.С. М.: Уромедиа, 2022. 126 с.
6. Czajkowski K., Bros-Konopielko M., Teliga-Czajkowska J. Urinary tract infection in women. Prz Menopauzalny. 2021;20(1):40–47. doi: 10.5114/pm.2021.105382.
7. Suskind A.M., Saigal C.S., Hanley J.M., et al. Incidence and Management of Uncomplicated Recurrent Urinary Tract Infections in a National Sample of Women in the United States. Urology. 2016;90:50–55. doi: 10.1016/j.urology.2015.11.051.
8. Medina M., Castillo-Pino E. An introduction to the epidemiology and burden of urinary tract infections. Ther Adv Urol. 2019;11:1756287219832172. doi: 10.1177/1756287219832172.
9. Iqbal Z.S., Halkjær S.I., Ghathian K.S.A., et al. The Role of the Gut Microbiome in Urinary Tract Infections: A Narrative Review. Nutrients. 2024;16(21):3615. doi: 10.3390/nu16213615.
10. Палагин И.С., Сухорукова М.В., Дехнич А.В. и др. Антибиотикорезистентность возбудителей внебольничных инфекций мочевых путей в России: результаты многоцентрового исследования «ДАРМИС-2018». Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019; 21(2):134–146. doi: 10.36488/cmac.2019.2.134–146.
11. Kulchenko N.G., Kostin A.A., Yatsenko E.V. Аntimicrobial therapy of acute uncomplicated cystitis with nifuratel. Archiv EuroMedica. 2019;9(3):71–73. doi: 10.35630/2199-885X/2019/9/3.22.
12. Yamamoto S., Tsukamoto T., Terai A., et al. Genetic evidence supporting the fecal-perineal-urethral hypothesis in cystitis caused by Escherichia coli. J Urol. 1997;157(3):1127–1129.
13. Nielsen K.L., Dynesen P., Larsen P., Frimodt-Møller N. Faecal Escherichia coli from patients with E. coli urinary tract infection and healthy controls who have never had a urinary tract infection. J Med Microbiol. 2014;63(Pt 4):582–589. doi: 10.1099/jmm.0.068783-0.
14. Salazar A.M., Neugent M.L., De Nisco N.J., Mysorekar I.U. Gut-bladder axis enters the stage: Implication for recurrent urinary tract infections. Cell Host Microbe. 2022;30(8):1066–1069. doi: 10.1016/j.chom.2022.07.008.
15. Tchesnokova V.L., Rechkina E., Chan D., et al. Pandemic Uropathogenic Fluoroquinolone-resistant Escherichia coli Have Enhanced Ability to Persist in the Gut and Cause Bacteriuria in Healthy Women. Clin Infect Dis. 2020;70(5):937–939. doi: 10.1093/cid/ciz547.
16. Conway T., Cohen P.S. Commensal and Pathogenic Escherichia coli Metabolism in the Gut. Microbiol Spectr. 2015;3(3). doi: 10.1128/microbiolspec.MBP-0006-2014.
17. Magruder M., Sholi A.N., Gong C., et al. Gut uropathogen abundance is a risk factor for development of bacteriuria and urinary tract infection. Nat Commun. 2019;10(1):5521. doi: 10.1038/s41467-019-13467-w.
18. Pigrau C., Escola-Verge L. Recurrent urinary tract infections: from pathogenesis to prevention. Med Clin (Barc). 2020;155(4):171–177. doi: 10.1016/j.medcli.2020.04.026.
19. Anger J., Lee U., Ackerman A.L., et al. Recurrent Uncomplicated Urinary Tract Infections in Women: AUA/CUA/SUFU Guideline. J Urol. 2019;202(2):282–289. doi: 10.1097/JU.0000000000000296.
20. Thänert R., Reske K.A., Hink T., et al. Comparative Genomics of Antibiotic-Resistant Uropathogens Implicates Three Routes for Recurrence of Urinary Tract Infections. mBio. 2019;10(4):e01977-19. doi: 10.1128/mBio.01977-19.
21. Forde B.M., Roberts L.W., Phan M.D., et al. Population dynamics of an Escherichia coli ST131 lineage during recurrent urinary tract infection. Nat Commun. 2019;10(1):3643. doi:10.1038/s41467-019-11571-5.
22. Perez N.B., Dorsen C., Squires A. Dysbiosis of the Gut Microbiome: A Concept Analysis. J Holist Nurs. 2020;38(2):223–232. doi: 10.1177/0898010119879527.
23. Alagiakrishnan K., Morgadinho J., Halverson T. Approach to the diagnosis and management of dysbiosis. Front Nutr. 2024;11:1330903. doi: 10.3389/fnut.2024.1330903.
24. Методические рекомендации МР 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации».
25. Hooks K.B., O’Malley M.A. Dysbiosis and Its Discontents. mBio. 2017;8(5):e01492-17. doi: 10.1128/mBio.01492-17.
26. Magruder M., Edusei E., Zhang L., et al. Gut commensal microbiota and decreased risk for Enterobacteriaceae bacteriuria and urinary tract infection. Gut Microbes. 2020;12(1):1805281. doi: 10.1080/19490976.2020.1805281.
27. Worby CJ, Schreiber HL, Straub TJ, et al. Longitudinal multi-omics analyses link gut microbiome dysbiosis with recurrent urinary tract infections in women. Nat Microbiol. 2022;7(5):630-639. doi:10.1038/s41564-022-01107-x.
28. Rizal N.S.M., Neoh H. min, Ramli R., et al. Advantages and Limitations of 16S rRNA Next-Generation Sequencing for Pathogen Identification in the Diagnostic Microbiology Laboratory: Perspectives from a Middle-Income Country. Diagnostics. 2020;10(10):816. doi:10.3390/diagnostics10100816.
29. Bailen M., Bressa C., Larrosa M., Gonzalez-Soltero R. Bioinformatic strategies to address limitations of 16rRNA short-read amplicons from different sequencing platforms. J Microbiol Methods. 2020;169:105811. doi:10.1016/j.mimet.2019.105811.
30. Regueira-Iglesias A., Balsa-Castro C., Blanco-Pintos T., Tomas I. Critical review of 16S rRNA gene sequencing workflow in microbiome studies: From primer selection to advanced data analysis. doi: 10.1111/omi.12434.
31. Elie C., Perret M., Hage H., et al. Comparison of DNA extraction methods for 16S rRNA gene sequencing in the analysis of the human gut microbiome. Sci Rep. 2023;13(1):10279. doi:10.1038/s41598-023-33959-6.
32. Delaney C., Veena C.L.R., Butcher M.C., et al. Limitations of using 16S rRNA microbiome sequencing to predict oral squamous cell carcinoma. APMIS. 2023 Jun;131(6):262–276. doi: 10.1111/apm.13315.
33. O’Callaghan J.L., Willner D., Buttini M., et al. Limitations of 16S rRNA Gene Sequencing to Characterize Lactobacillus Species in the Upper Genital Tract. Front Cell Dev Biol. 2021;9. doi: 10.3389/fcell.2021.641921.
34. Teng F., Darveekaran Nair S.S., Zhu P., et al. Impact of DNA extraction method and targeted 16S-rRNA hypervariable region on oral microbiota profiling. Sci Rep. 2018;8(1):16321. doi: 10.1038/s41598-018-34294-x.
35. Regueira-Iglesias A., Vazquez-Gonzalez L., Balsa-Castro C., et al. Impact of 16S rRNA Gene Redundancy and Primer Pair Selection on the Quantification and Classification of Oral Microbiota in Next-Generation Sequencing. Microbiol Spectr. 2023;11(2):e0439822. doi: 10.1128/spectrum.04398-22.
36. Осипов Г.А., Парфенов А.И., Верховцева Н.В. и др. Количественный in situ анализ микробиоты кишечной стенки и фекалий методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии. Клиническая лабораторная диагностика. 2004;(9):67c-68.
37. Платонова А.Г., Осипов Г.А., Бойко Н.Б. и др. Хромато-масс-спектрометрическое исследование микробных жирных кислот в биологических жидкостях человека и их клиническая значимость. Клиническая лабораторная диагностика. 2015;60(12):46–55.
38. Осипов Г.А., Родионов Г.Г. Применение метода масс-спектрометрии микробных маркеров в клинической практике. Поликлиника. 2013;(1-3):68–73.
39. Осипов Г.А., Зыбина Н.Н., Родионов Г.Г. Опыт применения масс-спектрометрии микробных маркеров в лабораторной диагностике. Медицинский Алфавит. 2013;1(3):64–67.
40. Набока Ю.Л., Гудима И.А., Джалагония К.Т. и др. Микробиота мочи и толстого кишечника у женщин с рецидивирующем неосложненной инфекцией нижних мочевых путей. Вестник урологии. 2019;7(2):59–65. doi: 10.21886/2308-6424-2019-7-2-59-65.
41. Choi J, Thanert R, Reske KA, et al. Gut microbiome correlates of recurrent urinary tract infection: a longitudinal, multi-center study. eClinicalMedicine. 2024;71. doi: 10.1016/j.eclinm.2024.102490.
42. Miller SJ, Carpenter L, Taylor SL, et al. Intestinal microbiology and urinary tract infection associated risk in long-term aged care residents. Commun Med. 2024;4(1):1–10. doi: 10.1038/s43856-024-00583-y.
43. Legaria M.C., Nastro M., Camporro J., et al. Peptostreptococcus anaerobius: Pathogenicity, identification, and antimicrobial susceptibility. Review of monobacterial infections and addition of a case of urinary tract infection directly identified from a urine sample by MALDI-TOF MS. Anaerobe. 2021;72:102461. doi: 10.1016/j.anaerobe.2021.102461.
44. Леванова Л.А., Марковская А.А., Отдушкина Л.Ю., Захарова Ю.В. Роль кишечной микробиоты в развитии инфекций мочевыводящих путей у детей. Фундаментальная и клиническая медицина. 2021;6(2):24–30. doi: 10.23946/2500-0764-2021-6-2-24-30.
45. Timm M.R., Russell S.K., Hultgren S.J. Urinary tract infections: pathogenesis, host susceptibility and emerging therapeutics. Nat Rev Microbiol. Published online September 9, 2024:1–15. doi:10.1038/s41579-024-01092-4.
46. Klein R.D., Hultgren S.J. Urinary tract infections: microbial pathogenesis, host-pathogen interactions and new treatment strategies. Nat Rev Microbiol. 2020;18(4):211–226. doi:10.1038/s41579-020-0324-0.
47. Sun M., Wu W., Chen L., et al. Microbiota-derived short-chain fatty acids promote Th1 cell IL-10 production to maintain intestinal homeostasis. Nat Commun. 2018;9(1):3555. doi: 10.1038/s41467-018-05901-2.
48. Goncalves P., Araujo J.R., Di Santo J.P. A Cross-Talk Between Microbiota-Derived Short-Chain Fatty Acids and the Host Mucosal Immune System Regulates Intestinal Homeostasis and Inflammatory Bowel Disease. Inflamm Bowel Dis. 2018;24(3):558–572. doi: 10.1093/ibd/izx029.
49. Shimizu J., Kubota T., Takada E., et al. Propionate-producing bacteria in the intestine may associate with skewed responses of IL10-producing regulatory T cells in patients with relapsing polychondritis. PLOS ONE. 2018;13(9):e0203657. doi: 10.1371/journal.pone.0203657.
50. Mukherjee A., Lordan C., Ross R.P., Cotter P.D. Gut microbes from the phylogenetically diverse genus Eubacterium and their various contributions to gut health. Gut Microbes. 2020;12(1):1802866. doi: 10.1080/19490976.2020.1802866.
51. Zhang S., Dogan B., Guo C., et al. Short Chain Fatty Acids Modulate the Growth and Virulence of Pathosymbiont Escherichia coli and Host Response. Antibiotics (Basel). 2020;9(8):462. doi: 10.3390/antibiotics9080462.
Об авторах / Для корреспонденции
Н.В. Стуров, к.м.н., доцент, зав. кафедрой общей врачебной практики Медицинского института, Российский университет дружбы народовим. Патриса Лумумбы, Москва, Россия; sturov_nv@rudn.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3138-8410
Сергей Витальевич Попов, д.м.н., профессор кафедры общей врачебной практики Медицинского института, Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, Москва, Россия; popov_serv@pfur.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0567-4616 (автор, ответственный за переписку)
В.А Жуков, к.м.н., доцент кафедры общей врачебной практики Медицинского института, Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, Москва, Россия; zhukov_vlan@rudn.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9995-264X
Т.В. Ляпунова., к.м.н., доцент кафедры медицинской информатики и телемедицины, Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, Москва, Россия; lyapunova_tv@rudn.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1141-0764
И.В. Зеленский, лаборант кафедры общей врачебной практики Медицинского института, Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, Москва, Россия; zelenskiy_iv@pfur.ru, ORCID: https://orcid.org/0009-0004-9603-0067
Также по теме
